專利名稱：一種太陽能熱氣流發(fā)電集熱棚材料的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種太陽能利用技術(shù)，尤其涉及一種將二氧化碳和PC板應(yīng)用于太陽能熱氣流發(fā)電集熱棚材料。
背景技術(shù)：
太陽能熱氣流發(fā)電技術(shù)是一種以空氣為工質(zhì)的發(fā)電系統(tǒng)，太陽光照射集熱棚，加熱棚內(nèi)的空氣和棚下的土壤(即系統(tǒng)蓄熱層)，受熱空氣溫度升高，密度下降，在導(dǎo)流塔的抽吸作用下形成一股強(qiáng)大的上升氣流，驅(qū)動風(fēng)力透平機(jī)組發(fā)電，同時集熱棚周圍的冷空氣補(bǔ)充進(jìn)入棚內(nèi)，形成持續(xù)不斷的空氣循環(huán)流動。集熱棚是太陽能熱氣流發(fā)電系統(tǒng)的重要組成部分，它對整個系統(tǒng)的效率和造價(jià)有著重要的影響。集熱棚覆蓋材料的透射率直接決定進(jìn)入集熱棚的光照強(qiáng)度和光質(zhì)(光譜成分)，也決定了集熱棚內(nèi)的太陽輻射能和對地表土壤熱輻射的阻擋能力；覆蓋材料的傳熱特性影響集熱棚的保溫效果，從而影響集熱棚內(nèi)空氣溫度升高幅度，集熱棚的效率很大程度上取決于上述因素，因此，設(shè)計(jì)一種具有較好的透過率和保溫性能的材料成為提高太陽能熱氣流發(fā)電系統(tǒng)效率的當(dāng)務(wù)之急。目前常用的集熱棚材料有普通玻璃、中空玻璃和雙層充氣密封玻璃。但是，玻璃抗沖擊性能差，容易破碎，而且玻璃的密度很大，對骨架承重要求嚴(yán)格。中空玻璃因其夾層空腔被抽成真空，形成負(fù)壓，一旦玻璃受力破碎就會爆炸，有傷人危險(xiǎn)。雙層充氣密封玻璃是在玻璃夾層空腔中充入惰性氣體，雖然可以避免爆炸傷人，但因惰性氣體的導(dǎo)熱系數(shù)比空氣高很多，所以保溫效果不夠好，而且成本很高。經(jīng)過對現(xiàn)有文獻(xiàn)資料檢索，針對太陽能熱氣流發(fā)電技術(shù)的研究，主要集中在對系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)和改進(jìn)上，針對太陽能熱氣流發(fā)電技術(shù)所使用具體裝置的研究少見。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種能夠改善集熱棚的強(qiáng)度特性、安全性，并且提高集熱棚集熱效率的太陽能熱氣流發(fā)電集熱棚材料，為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是采用中空的PC板且在PC板的空腔內(nèi)
填充有二氧化碳?xì)怏w。本發(fā)明是一種將PC板和二氧化碳相結(jié)合的集熱棚材料，PC板質(zhì)量輕，而且它的透過率和保溫特性比普通玻璃和中空玻璃好。二氧化碳?xì)怏w具有吸熱和隔熱的功能。投射到地面的太陽光輻射主要是短波輻射，可以透過二氧化碳層射入地面，而地面土壤增暖后放出的長波輻射卻被集熱棚材料中的二氧化碳所吸收，從而產(chǎn)生大氣變暖的效應(yīng)。


圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是填充有二氧化碳?xì)怏w的PC板、普通PC板、普通玻璃三種材料導(dǎo)熱系數(shù)對比圖3是填充有二氧化碳?xì)怏w的PC板、普通PC板、普通玻璃三種材料在不同光波區(qū)段對紫外/可見/近紅外光的透射率對比圖；圖4是填充有二氧化碳?xì)怏w的PC板、普通PC板、普通玻璃三種材料對紅外光不同光波區(qū)段的反射率對比圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明。參見圖1，本發(fā)明的太陽能熱氣流發(fā)電集熱棚材料采用中空的PC板1，且在PC板 1的空腔2內(nèi)填充有二氧化碳?xì)怏w。本發(fā)明將PC板和二氧化碳?xì)怏w應(yīng)用于太陽能熱氣流發(fā)電集熱棚，PC板是一種綜合性能優(yōu)良的非晶型熱塑性樹脂，具有優(yōu)異的電絕緣性、延伸性、尺寸穩(wěn)定性及耐化學(xué)腐蝕性，較高的強(qiáng)度、耐熱性和耐寒性。對比其它材料而言，PC板具有很多優(yōu)點(diǎn)。其透光率稍高于玻璃，傳熱系數(shù)遠(yuǎn)小于玻璃，工作溫度可在-40°c 120°C。在PC板上下表面間具有空氣隔熱層，其中具有很多按一定間距排列的垂直隔斷，避免了間隙內(nèi)大范圍的空氣環(huán)流，從而減少熱量的散失。本發(fā)明采用具有吸熱和隔熱功能的二氧化碳?xì)怏w，將二氧化碳填充于密封的PC 板的空腔中，使得集熱棚材料具有良好的保溫效果。投射到地面的太陽光輻射主要是短波輻射，可以透過集熱棚射入地面，而地面土壤增暖后放出的長波輻射卻被集熱棚中的二氧化碳吸收和反射，產(chǎn)生類似溫室效應(yīng)，使得集熱棚下面空氣溫升更為顯著。本發(fā)明通過各種實(shí)驗(yàn)證明，PC板的導(dǎo)熱系數(shù)遠(yuǎn)小于普通玻璃的導(dǎo)熱系數(shù)，填充有二氧化碳?xì)怏w的PC板導(dǎo)熱系數(shù)比普通PC板導(dǎo)熱系數(shù)更小，可以看出填充有二氧化碳?xì)怏w的PC板的保溫性能最佳；PC板和填充有二氧化碳?xì)怏w的PC板在整個波段透過率波動不太大，和玻璃相比透過率相當(dāng)，在反射率實(shí)驗(yàn)中，對于長波輻射，玻璃的反射性能劣于充以二氧化碳?xì)怏w的PC板和普通PC板，此外，充以二氧化碳?xì)怏w的PC板反射性能稍好于普通PC 板。因而填充二氧化碳?xì)怏w的PC板導(dǎo)熱系數(shù)小，具有良好的隔熱效果；波段透過率平穩(wěn)，具有良好光波適應(yīng)性；長波輻射反射率高，可以反射來自集熱棚下土壤和空氣的光波輻射，吸熱效果明顯。由于PC板的沖擊強(qiáng)度是玻璃的80倍，重量是同厚度玻璃的1/12-1/15左右，既可熱彎，也可冷彎成拱形、半圓形等形狀，施工安全方便，較低的價(jià)格和較長的使用壽命將會提高擬建大型綜合系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性。發(fā)明人采用TC-II導(dǎo)熱系數(shù)測定儀利用穩(wěn)態(tài)法測定不同材料的導(dǎo)熱系數(shù)，借以比較不同材料的導(dǎo)熱性能。參見圖2，研究發(fā)現(xiàn)普通PC板的導(dǎo)熱系數(shù)比普通玻璃的導(dǎo)熱系數(shù)減少了 85. 73%，充以二氧化碳?xì)怏w的PC板導(dǎo)熱系數(shù)比普通PC板導(dǎo)熱系數(shù)減少了 15. 92%，在其它實(shí)驗(yàn)條件不變的情況下，材料的保溫性能跟材料的導(dǎo)熱系數(shù)成反比，故可得充有二氧化碳?xì)怏w的PC板保溫性能明顯優(yōu)于普通玻璃和普通PC板。表1實(shí)驗(yàn)臺裝置的原始數(shù)據(jù)
權(quán)利要求
1. 一種太陽能熱氣流發(fā)電集熱棚材料，其特征在于采用中空的PC板(1)且在PC板 (1)的空腔O)內(nèi)填充有二氧化碳?xì)怏w。
全文摘要
一種太陽能熱氣流發(fā)電集熱棚材料，采用中空的PC板且在PC板的空腔內(nèi)填充有二氧化碳?xì)怏w。本發(fā)明是一種將PC板和二氧化碳相結(jié)合的集熱棚材料，PC板質(zhì)量輕，而且它的透過率和保溫特性比普通玻璃和中空玻璃好。二氧化碳?xì)怏w具有吸熱和隔熱的功能。投射到地面的太陽光輻射主要是短波輻射，可以透過二氧化碳層射入地面，而地面土壤增暖后放出的長波輻射卻被集熱棚材料中的二氧化碳所吸收，從而產(chǎn)生大氣變暖的效應(yīng)。
文檔編號F24J2/48GK102563934SQ20111041436
公開日2012年7月11日 申請日期2011年12月12日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月12日
發(fā)明者張荻, 李亞鴿, 李平, 謝永慧 申請人:西安交通大學(xué)